установка для непрерывного устьевого и скважинного тампонирования

Формула изобретения

Установка для непрерывного устьевого и скважинного тампонирования, состоящая из струйного насоса, бункера для загрузки тампонирующего материала, накопителя тампонирующего материала, гидроуправляемых задвижек, клапана давления и гидростанции, отличающаяся тем, что в жестко соединенный с линией нагнетания тампонирующего материала в скважину накопитель, внутренняя полость которого имеет сообщение с нагнетательной полостью корпуса струйного насоса, загрузка тампонирующего материала из бункера может производиться автоматически и беспрерывно за счет пониженного давления, возникающего в корпусе струйного насоса при включении его в работу многократными повторными циклами посредством дистанционного управления состояниями гидроуправляемых задвижек от гидравлического пульта управления.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей и геологоразведочной отраслям промышленности и предназначено для закачки тампонирующего материала в скважину при выполнении аварийных работ.

Известна установка для устьевого и скважинного тампонирования, при использовании которой (1, стр.244) тампонирующий материал предварительно вручную загружается в специальную кассету, которая затем монтируется в линию трубопровода, соединенного с одной стороны с аварийной (подлежащей глушению) скважиной, а с другой с насосным агрегатом, с помощью которого производится принудительная подача тампонирующего материала из кассеты в скважину. После подачи материала, находившегося в кассете, в скважину участок линии трубопровода, в который встроена кассета, перекрывается с двух сторон задвижками, кассета демонтируется и производится ее повторная загрузка тампонирующим материалом. Затем она вновь монтируется в линию трубопровода для осуществления принудительной подачи материала из кассеты в скважину насосным агрегатом. Данная операция при проведении аварийных работ может повторяться несколько раз.

Известный способ имеет существенные недостатки:

- демонтаж пустой кассеты и следующий за ним повторный монтаж заполненной кассеты занимает значительный промежуток времени, в течение которого закачанный ранее тампонирующий материал может, частично или полностью, размыться потоком флюида, выходящего под давлением из скважины;

- при проведении работ по демонтажу пустой кассеты и последующему монтажу заполненной кассеты не исключена возможность появления утечек в местах герметизации стыков трубопровода с кассетой эластичными уплотнениями, что вызывает необходимость проведения дополнительных работ по их устранению;

- для обслуживания установки во время проведения тампонирования требуется непосредственное участие двух или трех человек при условии обязательного их нахождения непосредственно в опасной зоне вблизи аварийной скважины и трубопровода, находящегося под высоким давлением.

Целью изобретения является создание механизированного устройства загрузки тампонирующего материала в линию трубопровода, соединенного с одной стороны с аварийной скважиной, а с другой с насосным агрегатом, что исключит работы по монтажу и демонтажу кассеты вручную в опасной зоне, сократит время на подготовительные операции, уменьшит возможность размыва тампонирующего материала, закаченного в скважину, во время загрузки в накопитель следующей партии и, в конечном итоге, позволит провести операцию по тампонированию значительно быстрее и с меньшими затратами, а также исключит необходимость присутствия оперативного персонала, занятого выполнением работ по монтажу и демонтажу кассеты в опасной зоне.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для устьевого и скважинного тампонирования, состоящей из струйного насоса, бункера для загрузки тампонирующего материала, накопителя тампонирующего материала, гидроуправляемых задвижек, клапана давления и гидростанции, отличающейся тем, что в жестко соединенный с линией нагнетания тампонирующего материала в скважину накопитель, внутренняя полость которого имеет сообщение с нагнетательной полостью корпуса струйного насоса, загрузка тампонирующего материала из бункера может производиться автоматически и беспрерывно за счет пониженного давления, возникающего в корпусе струйного насоса при включении его в работу многократными повторными циклами посредством дистанционного управления состояниями гидроуправляемых задвижек от гидравлического пульта управления.

Конструкция установки для устьевого и скважинного тампонирования приведена на фиг.1, на фиг.2 - схема монтажа оборудования, предназначенного для ликвидации аварийной ситуации на скважине с применением установки для непрерывного устьевого и скважинного тампонирования.

Установка (фиг.1) состоит из струйного насоса 1, накопителя тампонирующего материала 2, бункера для загрузки тампонирующего материала 7, гидроуправляемых задвижек 8, 9, 10 и 11, клапана давления 12 и гидростанции 13.

Накопитель тампонирующего материала 2 конструктивно выполнен в виде трубы 3, один конец которой соединен с гидроуправляемой задвижкой 8, другой - с гидроуправляемой задвижкой 10, а часть этой трубы, в стенке которой выполнены многочисленные отверстия небольшого диаметра 6, герметично заключена в обойму в виде трубы 4. Внутренняя полость обоймы соединяется патрубком 5 с полостью разрежения струйного насоса. Кроме того, труба 2 соединяется через гидроуправляемую задвижку 9 с бункером 7.

Гидростанция 13 соединена гибкими трубопроводами с органами управления задвижек. Трубопровод подвода жидкости к струйному насосу 1 объединен патрубком с трубопроводом подвода к гидроуправляемой задвижке 10 и имеют общий отвод к насосному агрегату. Трубопровод отвода жидкости от струйного насоса параллельно соединен с клапаном давления 12 и гидроуправляемой задвижкой 11.

Оборудование (фиг.2), предназначенное для ликвидации аварийной ситуации на скважине 14, в который происходит неуправляемый выброс флюида через трубу 15, состоит из хомута 16, задвижки с ручным управлением 17, соединяемой трубопроводом 18 с установкой для устьевого и скважинного тампонирования 19, агрегата насосного 20, соединенного напорным 21 и сливным 22 трубопроводами с установкой 19, коллектора 23 с задвижками с ручным управлением 24 и 25, соединенными трубопроводами с агрегатами насосными 26 и 27.

Работа по непрерывному тампонированию аварийной скважины осуществляется следующим образом.

В бункер 7 загружается первая партия тампонирующего материала, выполненного из твердых материалов (алюминий и т.п.), имеющих (до 40 мм) сечение. С помощью гидростанции 13 задвижки 8 и 10 закрываются, а задвижки 9 и 11 открываются, после чего включается подача жидкости от агрегата насосного 20 к струйному насосу 1. Далее жидкость проходит через открытую задвижку 11 и по трубопроводу возвращается в бак агрегата насосного. При прохождении жидкости через струйный насос в полости его корпуса создается разрежение давления ниже атмосферного, которое через патрубок 5 и отверстия 6 передается в трубу 3 и обеспечивает всасывание из бункера 7 через задвижку 9 в накопитель 2 тампонирующего материала. По окончании перевода тампонирующего материала из бункера в накопитель с помощью гидростанции 13 задвижки 9 и 11 закрываются и давление жидкости, подаваемой от агрегата насосного 20 с помощью клапана давления, поднимается до величины, превышающей на 10% статическое давление в аварийной скважине. Следующим этапом вручную открывается задвижка 17, затем с помощью гидростанции задвижки 8 и 10 открываются, при этом тампонирующий материал вместе с потоком жидкости от агрегата насосного начинает подаваться в трубу 15 аварийной скважины 14 и вместе с флюидом скважины поступает к пережатому сечению трубы, заполняя ее внутреннюю полость и постепенно перекрывая проходной канал.

После подачи в трубу 15 первой партии тампонирующего материала с помощью гидростанции 13 задвижки 8 и 10 закрываются, а задвижка 11 открывается, бункер 7 заполняется следующей партией материала, имеющего меньшее сечение и выполненного из более «мягких» (резиновая полоса, крошка и т.п.) материалов. Следующим этапом открывается задвижка 9 и повторяется заполнение трубы 3 накопителя 2, а затем, как и ранее, происходит подача тампонирующего материала в трубу скважины. Эти операции по подаче тампонирующего материала повторяются до полного перекрытия проходного сечения трубы и прекращения выхода из трубы флюида, поступающего из скважины. После прекращения выброса флюида из фонтанирующей скважины агрегатами насосными 26 и 27 через открытые задвижки 24 и 25 в скважину закачивают раствор удельной плотности, необходимой для ликвидации аварии.

Использование изобретения позволяет существенно повысить производительность труда и безопасность персонала, занятого работой по ликвидации аварий на скважинах.

Источники информации

1. Оборудование и инструмент для предупреждения и ликвидации фонтанов В.Р.Радковский, Д.В.Рымчук, Ю.Е.Ленкевич, О.А.Блохин. - М.: Недра, 1966.